廣州大學材料科學與工程學院的中國科學家團隊推出了一種新型多孔陶瓷，具有前所未有的強度和絕緣性能，可能會改變航空航天技術的未來。
這種名為 9PHEB 的高熵二硼化物陶瓷在機械強度和隔熱性之間實現了良好的平衡，使其成為高超音速飛機應用的理想選擇。 Interesting Engineering 指出，多孔陶瓷材料因其輕質、化學惰性和低導熱性而受到很高的需求，有助於其卓越的絕緣能力。
然而，在這些材料中找到高機械強度和隔熱之間的平衡是很困難的。傳統上，透過增加孔隙數量來提高隔熱性會降低機械強度，使其不適合複雜的航空航天應用。研究團隊透過對9PHEB採用多尺度結構設計解決了這個問題。這些陶瓷擁有微米級的超分散孔隙、奈米級的高品質介面以及原子級的晶格畸變——所有這些都有助於其卓越的性能。
獨特的設計含有約92%的超細孔隙，尺寸為0,8至1,2微米，因其優異的隔熱性能而有別於其他陶瓷材料。儘管孔隙率為 50%，9PHEB 在室溫下仍表現出約 337 兆帕的超高抗壓強度，超過了先前報告的多孔陶瓷。
這種新的優勢對於其在極端環境中的潛在應用至關重要，例如高超音速飛行期間遇到的激烈環境。陶瓷通過了嚴格的絕緣性和耐熱性測試，展現出其優異的特性。即使在 500 攝氏度的高溫下，9PHEB 仍保留了令人印象深刻的 98,5% 的強度。值得注意的是，它在攝氏 2000 度下表現出塑性變形，這是傳統脆性陶瓷所缺乏的品質。
陶瓷的強度和絕緣性能歸功於其高熵設計，這個概念涉及九種陽離子成分的戰略混合。
憑藉其強度和絕緣性的獨特組合，9PHEB 將在航空航太、能源和化學產業中發揮關鍵作用。專家預測其在下一代高超音速飛機中可能用作隔熱材料。
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